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摘 要：此次研究主要是探讨全膜法水处理技术制备火力发电厂锅炉补给水的应用，详细论述了全膜法水处理技术在补给水工艺不同处理单元当中的控制要点，分析各单元运行期间所产生的各项问题，并且提出针对性的解决措施。按照研究结果表明，全膜法水处理系统具有较高的可靠性，便于应用和管理，比较满足电厂锅炉补给水的要求。
关键词：全膜法水处理技术;火力发电厂;锅炉补给水;应用分析
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2019）03-0078-02
全膜法水处理技术有效结合了离子交换技术，电渗析技术和膜分离技术。因此该项技术既可以处理单一使用电渗析技术无法深度脱盐的不足，还可以解决离子交换混床水处理技术无法持续工作运行的问题，全膜法水处理技术被广泛应用于火力发电厂，电子，制药等行业[1]。此次研究主要是在火力发电厂锅炉补给水中应用全膜法水处理技术，希望可以对相关人员起到参考性价值。
1 水质与工艺流程分析
此次所研究的火力发电厂供水水源主要来源于附近水库，在经过全膜法技术处理之后作为锅炉补给水。水源硬度为1.15mmol/L，电导率为278μS/cm，总碱度为1.15mmol/L，该水源水质属于低浊度水。图1为全膜法水处理工艺流程，设计总产水量为298t/h。
从图1可以看出，预处理主要采用高密度澄清池、多介质过滤器、超滤设备和碟片过滤器。其中，过滤时间主要控制多介质过滤器运行周期，碟片过滤器系统的反洗信号为进出口压差和运行时间，反洗和过滤的自动切换则需要利用控制模块装置实现。超滤采用全自动控制机制，其运行方式为定时间，定流量自动反洗循环方式[2]。预脱盐系统主要应用二级反渗透装置，第一级膜组件水回收率为75%，第一级膜组件水回收率为90%。
2 工艺特点分析
2.1 预处理系统
在初期设计期间，预处理系统主要包括超滤装备、碟片过滤器和高密度澄清池。然而由于机械搅拌澄清池出水水质无法满足标准要求，会使超滤膜和碟片过滤器出现堵塞情况，增加进出口压差，影响系统运行稳定。导致该种现象的原因主要是由于水质为低温低浊水，高密度澄清池的净化难度比较高。其次，在设计期间仅仅注重水质当中的铁含量，没有全面分析运输距离的影响因素，导致在进入高密度澄清池后，水体中全铁质量浓度达到1.1mg/l。在改造高密度澄清池之后增設多介质过滤器，可以形成全新预处理工艺，出水水质满足要求。
2.2 反渗透处理单元
反渗透处理单元主要是由反渗透装置所形成的预脱盐系统。一级反渗透对于氯化镁，氯化钙和氯化钠的脱除率能够达到95%，还可以将细菌，微生物和有机物去除。二级反渗透可以将细菌，微生物，有机物，无机盐等物质去除，脱盐率能够超过93%。
将保安过滤器安装在反渗透装置之前，这样可以在预处理之前加某些杂质颗粒去除，主要是由于颗粒经过反渗透高压泵处理之后，会对反渗透膜组件造成击穿影响，进一步出现串水和盐漏问题，对出水水质造成极大影响[3]。为了避免出现大量微生物，需要将次氯酸钠添加在超滤系统当中，然而由于含有次氯酸钠的水体会氧化物反渗透膜元件，因此需要将还原剂添加到反渗透装置进水口，将水中富余氯去除[4]。将阻垢剂加入的粉渗透装置进水口，能够对反渗透装置结垢问题进行抑制，确保其运行稳定性。
2.3 电去离子装置
电去离子装置主要采用卷式膜单元，操作电压在93V左右，在操作过程中，需要将电流控制在45A左右。
3 运行效果分析
从此次运行效果可以看出，该系统的超滤进水浊度在0.5～3.5NTU之间，出水浊度小于0.3NTU。抽样检测超滤产水的污泥密度指数小于2。按照运行情况可以看出，超滤进水化学需氧量和出水化学需氧量分别在8mg/L和3mg/L左右，化学需氧量的去除率可以达到63%。超滤进水总铁与出水总铁分别为23μg/L和2μg/L，铁去除率超过90%。从上述分析可以看出，超滤系统初始水质满足要求。
脱盐率可以表示反渗透脱盐效果，在工程当中主要使用电导率作为含盐量指标对脱盐率进行计算。
从图1可以看出，一级反渗透产水电导率在6.8～8.9μS/cm，二级反渗透在0.6～0.8μS/cm。反渗透系统出口水的电导率通常在295μS/cm，因此一级反渗透脱盐率超过97%，二级凡渗透低于93%，该种现象的原因主要是由于水体当中的含盐量比较低，因此，一级反渗透的除盐效果通常都会超过95%，二级反渗透电导率比较低，这样就导致其脱盐率无法满足要求。
4 系统运行期间存在的问题和解决措施
（1）水锤效应。系统在实际运行期间超滤反洗进水管道出现破裂问题破裂，导致该种现象的原因主要是由于反洗水泵和进水阀门开关顺序不合理所造成的水锤效应。在改进期间需修改开关时序，先开启阀门后再开启泵，先关闭泵后再关闭阀门，这样能够有效消除水锤效应。在改进之前开关时序主要为了保护泵，在开启泵期间会瞬间启动电动机，增加电机电流[5]。若泵出口开启度比较大，则会使电动机超负荷运行，增加启动电流和运行电流，电动机容易出现烧毁故障。
（2）加药泵出力不足。系统在运行期间反渗透进出口差压上升。导致该种现象的原因主要是由于加药泵出力不足，降低阻垢剂效果，导致反渗透装备结垢。在进行处理之后提升加药泵出力，系统恢复正常运行。从以上问题可以看出，系统在日常运行期间需要注重跟宗教对足够剂加药泵出力。 （3）余氯超标。电去离子装置进水里余氯超标，该项问题不仅会导致离子交换树脂出现破碎情况，升高进出水压差，降低产水量，还会对短膜组件的使用寿命造成影响。为了避免出现该类问题，需要定期校验烦渗透入口安装的氧化还原电位仪。
（4）电去离子装置产水量和水回收率。电去离子装置在运行期间平均产水量在每小时54.4m2，排水量为每小时4m2，极水排放量在每小时1.5m2。水平均回收率为91.5%。尽管产水量没有达到相关要求然而却不能提升水回收率来达到相关标准。这主要是由于增加回收率会减少浓水流量，相应增加浓水室离子浓度，使浓水室出现结垢问题。也不能通过提升水回收率来增加水循环系统电导率。
（5）电去离子系统淡水室和浓水室的压降问题。电去离子系统在运行过程中淡水进水压力在0.26MPa，浓水进水压力在0.19MPa。尽管进口压力满足平衡要求，但在实际运行期间也需要对浓水室和淡水室之间的压降问题进行控制，避免浓水内漏到产品水当中。在系统运行期间还需要将淡水压力控制在高于浓水压力之上，若淡水室和浓水室之间的压差在0.03MPa以下，将会导致浓水渗流到淡水侧。若两者之间的压差大于0.07MPa，则会导致离子交换膜变形。
5 结束语
綜上所述，在火力发电厂应用全膜法水处理工艺，有效联合电去离子装置，二级反渗透装置和超滤装置，可以在一定程度上提升机组运行效率。通过此次研究可以看出，全膜法水处理工艺运行过程比较可靠，具有较高的经济性和环保性，便于后期管理，产水电导率和硬度满足锅炉补给水要求，因此全膜法水处理技术将成为火力发电厂锅炉补给水的主要水处理技术，值得推广使用。
参考文献
[1]马学礼，党立晨.全膜法工艺在宁东地区电厂锅炉补给水处理中的应用[J].电力科技与环保，2018，34（04）：34～36.
[2]郑 龑.全膜法在宁东地区电厂锅炉补给水处理中的应用[A].中国环境科学学会.2017中国环境科学学会科学与技术年会论文集（第二卷）[C].中国环境科学学会：中国环境科学学会，2017：5.
[3]鲍文东.全膜法水处理技术制备火力发电厂锅炉补给水的应用[J].绿色环保建材，2017，23（01）：178.
[4]薛云花，翟彦寿，韩兴国.全膜法在太钢电厂锅炉补给水处理系统中的应用[J].能源与节能，2016，15（12）：122～124.
[5]苗 博.全膜法水处理技术在电厂锅炉补给水处理中的应用[J].山西农经，2016，22（11）：103.
收稿日期：2018-12-6
作者简介：潘秀奎（1980-），男，壮族，广西平果人，化水工程师，主要从事发电厂化水专责工作。
关键词：全膜法水处理技术;火力发电厂;锅炉补给水;应用分析
中图分类号：TM621.2 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2019）03-0078-02
全膜法水处理技术有效结合了离子交换技术，电渗析技术和膜分离技术。因此该项技术既可以处理单一使用电渗析技术无法深度脱盐的不足，还可以解决离子交换混床水处理技术无法持续工作运行的问题，全膜法水处理技术被广泛应用于火力发电厂，电子，制药等行业[1]。此次研究主要是在火力发电厂锅炉补给水中应用全膜法水处理技术，希望可以对相关人员起到参考性价值。
1 水质与工艺流程分析
此次所研究的火力发电厂供水水源主要来源于附近水库，在经过全膜法技术处理之后作为锅炉补给水。水源硬度为1.15mmol/L，电导率为278μS/cm，总碱度为1.15mmol/L，该水源水质属于低浊度水。图1为全膜法水处理工艺流程，设计总产水量为298t/h。
从图1可以看出，预处理主要采用高密度澄清池、多介质过滤器、超滤设备和碟片过滤器。其中，过滤时间主要控制多介质过滤器运行周期，碟片过滤器系统的反洗信号为进出口压差和运行时间，反洗和过滤的自动切换则需要利用控制模块装置实现。超滤采用全自动控制机制，其运行方式为定时间，定流量自动反洗循环方式[2]。预脱盐系统主要应用二级反渗透装置，第一级膜组件水回收率为75%，第一级膜组件水回收率为90%。
2 工艺特点分析
2.1 预处理系统
在初期设计期间，预处理系统主要包括超滤装备、碟片过滤器和高密度澄清池。然而由于机械搅拌澄清池出水水质无法满足标准要求，会使超滤膜和碟片过滤器出现堵塞情况，增加进出口压差，影响系统运行稳定。导致该种现象的原因主要是由于水质为低温低浊水，高密度澄清池的净化难度比较高。其次，在设计期间仅仅注重水质当中的铁含量，没有全面分析运输距离的影响因素，导致在进入高密度澄清池后，水体中全铁质量浓度达到1.1mg/l。在改造高密度澄清池之后增設多介质过滤器，可以形成全新预处理工艺，出水水质满足要求。
2.2 反渗透处理单元
反渗透处理单元主要是由反渗透装置所形成的预脱盐系统。一级反渗透对于氯化镁，氯化钙和氯化钠的脱除率能够达到95%，还可以将细菌，微生物和有机物去除。二级反渗透可以将细菌，微生物，有机物，无机盐等物质去除，脱盐率能够超过93%。
将保安过滤器安装在反渗透装置之前，这样可以在预处理之前加某些杂质颗粒去除，主要是由于颗粒经过反渗透高压泵处理之后，会对反渗透膜组件造成击穿影响，进一步出现串水和盐漏问题，对出水水质造成极大影响[3]。为了避免出现大量微生物，需要将次氯酸钠添加在超滤系统当中，然而由于含有次氯酸钠的水体会氧化物反渗透膜元件，因此需要将还原剂添加到反渗透装置进水口，将水中富余氯去除[4]。将阻垢剂加入的粉渗透装置进水口，能够对反渗透装置结垢问题进行抑制，确保其运行稳定性。
2.3 电去离子装置
电去离子装置主要采用卷式膜单元，操作电压在93V左右，在操作过程中，需要将电流控制在45A左右。
3 运行效果分析
从此次运行效果可以看出，该系统的超滤进水浊度在0.5～3.5NTU之间，出水浊度小于0.3NTU。抽样检测超滤产水的污泥密度指数小于2。按照运行情况可以看出，超滤进水化学需氧量和出水化学需氧量分别在8mg/L和3mg/L左右，化学需氧量的去除率可以达到63%。超滤进水总铁与出水总铁分别为23μg/L和2μg/L，铁去除率超过90%。从上述分析可以看出，超滤系统初始水质满足要求。
脱盐率可以表示反渗透脱盐效果，在工程当中主要使用电导率作为含盐量指标对脱盐率进行计算。
从图1可以看出，一级反渗透产水电导率在6.8～8.9μS/cm，二级反渗透在0.6～0.8μS/cm。反渗透系统出口水的电导率通常在295μS/cm，因此一级反渗透脱盐率超过97%，二级凡渗透低于93%，该种现象的原因主要是由于水体当中的含盐量比较低，因此，一级反渗透的除盐效果通常都会超过95%，二级反渗透电导率比较低，这样就导致其脱盐率无法满足要求。
4 系统运行期间存在的问题和解决措施
（1）水锤效应。系统在实际运行期间超滤反洗进水管道出现破裂问题破裂，导致该种现象的原因主要是由于反洗水泵和进水阀门开关顺序不合理所造成的水锤效应。在改进期间需修改开关时序，先开启阀门后再开启泵，先关闭泵后再关闭阀门，这样能够有效消除水锤效应。在改进之前开关时序主要为了保护泵，在开启泵期间会瞬间启动电动机，增加电机电流[5]。若泵出口开启度比较大，则会使电动机超负荷运行，增加启动电流和运行电流，电动机容易出现烧毁故障。
（2）加药泵出力不足。系统在运行期间反渗透进出口差压上升。导致该种现象的原因主要是由于加药泵出力不足，降低阻垢剂效果，导致反渗透装备结垢。在进行处理之后提升加药泵出力，系统恢复正常运行。从以上问题可以看出，系统在日常运行期间需要注重跟宗教对足够剂加药泵出力。 （3）余氯超标。电去离子装置进水里余氯超标，该项问题不仅会导致离子交换树脂出现破碎情况，升高进出水压差，降低产水量，还会对短膜组件的使用寿命造成影响。为了避免出现该类问题，需要定期校验烦渗透入口安装的氧化还原电位仪。
（4）电去离子装置产水量和水回收率。电去离子装置在运行期间平均产水量在每小时54.4m2，排水量为每小时4m2，极水排放量在每小时1.5m2。水平均回收率为91.5%。尽管产水量没有达到相关要求然而却不能提升水回收率来达到相关标准。这主要是由于增加回收率会减少浓水流量，相应增加浓水室离子浓度，使浓水室出现结垢问题。也不能通过提升水回收率来增加水循环系统电导率。
（5）电去离子系统淡水室和浓水室的压降问题。电去离子系统在运行过程中淡水进水压力在0.26MPa，浓水进水压力在0.19MPa。尽管进口压力满足平衡要求，但在实际运行期间也需要对浓水室和淡水室之间的压降问题进行控制，避免浓水内漏到产品水当中。在系统运行期间还需要将淡水压力控制在高于浓水压力之上，若淡水室和浓水室之间的压差在0.03MPa以下，将会导致浓水渗流到淡水侧。若两者之间的压差大于0.07MPa，则会导致离子交换膜变形。
5 结束语
綜上所述，在火力发电厂应用全膜法水处理工艺，有效联合电去离子装置，二级反渗透装置和超滤装置，可以在一定程度上提升机组运行效率。通过此次研究可以看出，全膜法水处理工艺运行过程比较可靠，具有较高的经济性和环保性，便于后期管理，产水电导率和硬度满足锅炉补给水要求，因此全膜法水处理技术将成为火力发电厂锅炉补给水的主要水处理技术，值得推广使用。
参考文献
[1]马学礼，党立晨.全膜法工艺在宁东地区电厂锅炉补给水处理中的应用[J].电力科技与环保，2018，34（04）：34～36.
[2]郑 龑.全膜法在宁东地区电厂锅炉补给水处理中的应用[A].中国环境科学学会.2017中国环境科学学会科学与技术年会论文集（第二卷）[C].中国环境科学学会：中国环境科学学会，2017：5.
[3]鲍文东.全膜法水处理技术制备火力发电厂锅炉补给水的应用[J].绿色环保建材，2017，23（01）：178.
[4]薛云花，翟彦寿，韩兴国.全膜法在太钢电厂锅炉补给水处理系统中的应用[J].能源与节能，2016，15（12）：122～124.
[5]苗 博.全膜法水处理技术在电厂锅炉补给水处理中的应用[J].山西农经，2016，22（11）：103.
收稿日期：2018-12-6
作者简介：潘秀奎（1980-），男，壮族，广西平果人，化水工程师，主要从事发电厂化水专责工作。